KR20140002258U

KR20140002258U - 로터 및 이를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치

Info

Publication number: KR20140002258U
Application number: KR2020147000011U
Authority: KR
Inventors: 즈하이 평; 위에쥔 짜오; 치우량 야오; 지엔펑 진
Original assignee: 티센크루프 엘리베이터 상하이 주식회사
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-04-21
Also published as: WO2013037305A1; CN202513692U; KR200479510Y1

Abstract

본 고안은 로터 및 이를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치를 제공한다. 상기 로터는 로터 샤프트(1)에 설치된 다수의 로터 플레이트(4)를 포함한다. 각각의 로터 플레이트(4)는 다수의 영구자석 슬롯(9)과 다수의 자기차단 슬롯(10)을 포함한다. 서로 인접하는 자기차단 슬롯(10)사이에 형성된 자기차단 브리지(11)는 로터 샤프트 중심 하부에 인접하게 영구자석 슬롯(9)에 위치한다. 상기 로터는 자석강의 이용률을 향상시키고 생산비용을 절감시킬 수 있다.

Description

로터 및 이를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치{Rotor and motor, an elevator traction machine or servo drive mechanism comprising same}

본 고안은 로터 및 이를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동장치에 관한 것이다.

영구자석 재료의 개발은 효과적인 모터, 영구자석 권상기 및 서보 구동장치를 연구하는데 새로운 과제로 부각되고 있다. 그러나 내장형 영구자석식 모터 자석강은 로터 내부에 구비되어, 자속 누설이 비교적 크고, 자석강의 이용률이 낮으며, 재료가 낭비되는 문제가 빈번하게 발생시킨다. 따라서, 적합한 로터 구조의 모색 및 선택은 영구자석 모터의 설계에 있어서 핵심적인 과제며, 영구자석 모터 제조 공정의 간소화, 생산비용의 절감에 있어서 중요한 영향을 미치게 된다.

일반적으로 영구자석 모터의 로터 자기차단을 위해 로터 플레이트와 로터 샤프트 사이에 자기 차단링을 배치하거나 또는 직접적으로 자기차단 샤프트를 사용하는데, 이는 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라 생산비용이 상승하는 문제가 발생한다.

이에, 본 고안은 제품 성능을 향상시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안에 따른 로터는, 로터 샤프트에 설치되는 다수의 로터 플레이트를 포함하되, 각각의 로터 플레이트는 다수의 영구자석 슬롯과 다수의 자기차단 슬롯을 포함하고, 서로 인접하는 자기차단 슬롯 사이에 형성되는 자기차단 브리지는, 로터 샤프트 중심 하부에 인접하게 영구자석 슬롯에 위치한다.

본 고안에 따른 로터에 있어서, 영구자석 슬롯은 반경 방향을 로터 플레이트에 따라서 배치될 수 있다. 각각의 영구자석 슬롯은 로터 샤프트 중심에 인접하는 저면, 로터 샤프트 중심으로부터 멀리 떨어진 상면과 좌우측면을 포함하고, 각각의 자기차단 슬롯과 영구자석 슬롯의 저면 및 좌우측면 중 적어도 일부분은 인접하고, 양자는 소정간격 이격된다. 상기 자기차단 슬롯 중 적어도 하나는 원호형상 부분을 구비하는 자기차단 슬롯일 수 있다. 구체적으로, 상기 자기차단 슬롯 중 적어도 하나는 상호 연통된 사각형상 부분과 원호형상 부분을 포함할 수 있고, 사각형상 부분과 원호형상 부분의 결합 부위에는 계단부가 형성된다.

본 고안에 따른 로터는, 특정 사이즈로 형성될 경우 보다 우수한 로터 성능을 발휘할 수 있다. 구체적으로, 영구자석 슬롯의 상면과 로터 외경 사이의 간격이 h1, 자기차단 슬롯과 영구자석 슬롯의 좌우측면 및 저면 사이에 형성된 자기차단 브리지의 폭이 h2, 자기차단 슬롯의 반경 방향의 최소 높이가 h3, 서로 인접한 자기차단 슬롯 사이의 자기차단 브리지의 폭이 h4 인 경우, 그 중 하나 또는 다수개가, h1은 0.6 ~ 1.2mm, h2는 1.3 ~ 2mm, h3은 5 ~ 25mm, h4는 1.3 ~ 3mm의 조건을 만족한다.

본 고안에 따른 로터에 있어서, 상기 다수의 로터 플레이트는 중첩되어 로터 플레이트 세트를 구성하되, 로터 플레이트 세트의 제1측 및/또는 제2측에는 로터 프레스 플레이트와 스톱링이 설치되고, 로터 프레스 플레이트와 스톱링은 고정장치를 통해서 로터 플레이트 세트에 고정된다. 상기 다수의 로터 플레이트는 둘레방향을 따라 키를 통해서 로터 샤프트에 고정된다. 상기 로터 플레이트 세트는 샤프트 숄더를 통해서 제1측에 위치가 고정되며, 리테이너 링을 통해서 상기 다수의 로터 플레이트의 제2측에 위치가 고정된다.

또한, 본 고안은 상술한 로터를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치를 제공한다.

본 고안에 따르면, 로터 제조 공정의 간소화, 로터의 우수한 완정성 및 조립공정이 단순화의 효과가 있다. 서로 인접하는 자기차단 슬롯 사이에 형성되는 자기차단 브리지를 로터 샤프트 중심 하부에 인접하게 영구자석 슬롯에 위치시킴으로써, 구체적으로 로터 플레이트 상에 특수한 형상의 자기차단 슬롯을 형성함으로써, 효과적으로 자석강의 이용율을 향상시킬 수 있다. 상기 특수한 형상이란, 상호 연통된 사각형상 부분과 원호형상 부분을 포함하고, 사각형상 부분과 원호형상 부분의 결합 부위에는 계단부가 형성되는 것을 포함한다. 또한, 본 고안에 따르면, 로터 플레이트와 로터 샤프트의 단부 가압부재 및 로터 프레스 플레이트 간에 실질적으로 자기차단을 시킬 수 있다. 따라서, 로터 샤프트, 로터 프레스 플레이트의 재료 선택 시 자기 전도성을 고려할 필요가 없으며, 또한 효과적으로 생산비용을 절감할 수 있다. 상술한 로터 구조를 갖는 모터, 영구자석 권상기, 서보 구동 장치는 고 토크, 고 효율성, 고 역률의 장점을 구비한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 영구자석 로터의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 로터 플레이트의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 로터는, 로터 샤프트(1), 스톱링(2), 로터 프레스 플레이트(3), 로터 플레이트(4), 자석강(5), 키(6), 리테이너 링(7) 및 볼트(8)를 포함한다. 로터 플레이트(4)에는 자석강(5)을 설치하기 위한 다수의 영구자석 슬롯과 자기차단 에어슬롯이 구비된다 (로터 플레이트의 구조에 대하여서는 이하 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다). 자석강(5)을 영구자석 슬롯에서 고정시키는 방식은 공지된 기술을 이용할 수 있다. 일예로, 접착제를 사용하여 고정할 수 있다. 다수의 로터 플레이트(4)는 중첩되어 로터 플레이트 세트를 구성하며, 로터 샤프트(1)에 설치되고, 둘레방향을 따라 키(6)를 통해 고정된다. 로터 플레이트 세트는 로터 샤프트(1)의 축 방향을 따라서 제1측 및 제1측에 대향하는 제2측을 구비한다. 로터 플레이트 세트의 제1측에는 스톱링(2)와 로터 프레스 플레이트(3)가 설치되며, 로터 플레이트 세트와 일체로 로터 샤프트 숄더 부분에 설치된다. 로터 플레이트 세트의 제2측도 동일하게 로터 프레스 플레이트(3) 및 스톱링(2)를 이용하고, 리테이너 링(7)을 통하여 위치가 고정될 수 있다. 스톱링(2), 로터 프레스 플레이트(3)와 로터 플레이트 세트는 볼트와 같은 고정장치(8)에 의해 고정될 수도 있다.

도 2는 본 고안에 따른 로터 플레이트의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 본 고안에 따른 로터는 다수의 영구자석 슬롯(9)과 다수의 자기차단 에어 슬롯(10)을 포함한다. 상기 영구자석 슬롯(9)은 반경 방향을 따라 로터 플레이트에 배치된다. 각각의 영구자석 슬롯(9)은 샤프트 중심에 인접하는 저면, 샤프트 중심에 멀리 떨어진 상면과 좌우측면을 포함한다. 각각의 영구자석 슬롯(9)은 그와 인접한 두 자기차단 에어 슬롯(10)사이에 배치된다. 구체적으로, 각각의 자기차단 에어 슬롯(10)은 그와 인접한 영구자석 슬롯(9)의 저면 또는 좌/우측면을 따라 부분적으로 연장되며, 자기차단 에어 슬롯(10)과 영구자석 슬롯(9)사이에는 갭(12)이 형성되어, 자기차단 브리지가 형성된다. 또한, 서로 인접한 자기차단 에어 슬롯(10)사이에는 자기차단 브리지(11)가 형성되며, 상기 자기차단 브리지는 리브 형식으로 형성되되,영구자석 슬롯(9)의 저면 하부에 위치한다. 본 고안에 따른 로터 플레이트의 구조에서, 자기차단 슬롯과 자석강은 서로 독립된 형태로서 로터 플레이트의 평탄성과 기계적 강도를 효과적으로 향상시킨다.

도 2에 도시된 실시예에 따르면, 자기차단 에어 슬롯(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 특수한 형상을 가지며, 상호 연통된 대략적인 사각형상 부분과 원호형상 부분을 포함한다. 대략적인 사각형상 부분과 원호형상 부분의 결합부에는 계단부가 형성되며, 대략적으로 영구자석 슬롯(9)의 모서리부 형상에 대응된다. 단, 상기 계단부는 필수 구성요소가 아니며, 상기 대략적인 사각형상 부분과 상기 원호형상 부분은 평탄하게 연결될 수도 있다. 자기차단 에어 슬롯(10)의 원호형상 부분은 자기차단 슬롯 길이를 크게 할 수 있으며, 마그네틱 플럭스가 상방으로 유효한 마그네틱 플럭스가 형성되도록 한다. 또한, 이런 형상은 로터의 질량을 감소시킬 수 있다. 그 외에도, 본 고안에 따른 자기차단 에어 슬롯(10)의 형상과 구조는 도 2에 도시된 형상과 구조에 한정되지 않으며, 본 고안의 자기차단 에어 슬롯(10)은 다양한 형상으로 구현될 수 있음에 유의해야 한다.

일 실시예에 따르면, 로터 플레이트는 구체적으로 다음과 같은 사이즈로 형성됨으로써 자기차단 효과를 개선할 수 있다. 영구자석 슬롯(9)의 상면과 로터 외경 사이의 간격 h1은 0.6 ~ 1.2 mm 로 형성되어 로터의 물리적 강도를 확보하고, 자기차단 슬롯(10)과 영구자석 슬롯(9)의 좌우측면 및 저면 사이에 형성된 자기차단 브리지(12)의 폭 h2 는 1.3 ~ 2 mm 로 형성되고, 자기차단 슬롯(10)의 반경방향 최소 높이(최저부의 높이) h3은 자석강의 두께에 따라 결정될 수 있으나 일반적으로 5 ~ 25 mm 로 형성되고, 서로 인접한 자기차단 슬롯 사이의 리브 브리지(11)의 폭 h4는 충분한 강도를 확보하고 누설된 자속이 통과하는 제한하는 것을 확보하도록 일반적으로 1.3 ~ 3 mm으로 형성된다. 기타 실시예에 있어서, h1 ~ h4 중 하나 또는 여러개가 상기 조건을 만족하도록 형성될 수도 있다.

본 고안은 또한 상기와 같은 본 고안의 임의의 실시예에 따른 로터를 포함하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치를 제공한다. 로터를 제외한 기타 구조는 본 분야에서 흔히 보는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치와 동일한 구조를 가진다.

본 고안에 따르면, 영구자석 슬롯의 저면 하부에 자기차단 브리지를 설치함으로써 로터의 자기차단 효과를 향상시키고 자석강의 이용율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 영구자석 사이에 도 2에 도시된 특수한 형상의 에어 갭 자기차단 슬롯을 적용할 경우, 자석강의 이용율이 향상되고 효과적으로 생산비용을 절감할 수 있다. 본 고안에 따르면 로터 플레이트 일체형 구조를 적용하여 모터, 권상기 및 서보 구동 장치를 구성함으로써 효율이 향상되고, 출력특성이 상승되고, 전력 절감 효과가 향상되는 장점을 구비한다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

로터 샤프트에 설치되는 다수의 로터 플레이트를 포함하되, 각각의 로터 플레이트는 다수의 영구자석 슬롯과 다수의 자기차단 슬롯을 포함하는 로터에 있어서,
서로 인접하는 자기차단 슬롯 사이에 형성되는 자기차단 브리지는, 로터 샤프트 중심 하부에 인접하게 영구자석 슬롯에 위치하는 것을 특징으로 하는 로터.
제1 항에 있어서,
상기 영구자석 슬롯은 반경 방향을 따라서 로터 플레이트에 배치된 것을 특징으로 하는 로터.
제2 항에 있어서,
각각의 영구자석 슬롯은 로터 샤프트 중심에 인접하는 저면, 로터 샤프트 중심으로부터 멀리 떨어진 상면과 좌우측면을 포함하고,
각각의 자기차단 슬롯과, 영구자석 슬롯의 저면 및 좌우측면 중 적어도 일부분은 인접하고, 양자는 소정간격 이격된 것을 특징으로 하는 로터.
제3 항에 있어서,
상기 자기차단 슬롯 중 적어도 하나는 원호형상 부분을 구비하는 자기차단 슬롯인 것을 특징으로 하는 로터.
제4 항에 있어서,
상기 자기차단 슬롯 중 적어도 하나는 상호 연통된 사각형상 부분과 원호형상 부분을 포함하되, 사각형상 부분과 원호형상 부분의 결합 부위에는 계단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 로터.
제5 항에 있어서,
영구자석 슬롯의 상면과 로터 외경 사이의 간격은 h1, 자기차단 슬롯과 영구자석 슬롯의 좌우측면 및 저면 사이에 형성된 자기차단 브리지의 폭은 h2, 자기차단 슬롯의 반경 방향의 최소 높이는 h3, 서로 인접한 자기차단 슬롯 사이의 자기차단 브리지의 폭이 h4 인 경우, 하나 또는 다수개가,
h1은 0.6 ~ 1.2mm, h2는 1.3 ~ 2mm, h3은 5 ~ 25mm, h4는 1.3 ~ 3mm의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 로터.
제6 항에 있어서,
상기 다수의 로터 플레이트는 중첩되어 로터 플레이트 세트를 구성하되, 로터 플레이트 세트의 제1측 및/또는 제2측에는 로터 프레스 플레이트와 스톱링이 설치되고, 로터 프레스 플레이트와 스톱링은 고정장치를 통해서 로터 플레이트 세트에 고정되는 것을 특징으로 하는 로터.
제7 항에 있어서,
상기 다수의 로터 플레이트는 둘레방향을 따라 키를 통해서 로터 샤프트에 고정되는 것을 특징으로 하는 로터.
제8 항에 있어서,
상기 로터 플레이트 세트는 샤프트 숄더를 통해서 제1측에 위치가 고정되며, 리테이너 링을 통해서 상기 다수의 로터 플레이트의 제2측에 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 로터.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 하나에 따른 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터, 엘리베이터 권상기 또는 서보 구동 장치.